Предки полярных медведей родом из Ирландии

Международная команда учёных обнаружила, что общая женская предковая линия всех ныне живущих белых медведей происходит от бурой медведицы, обитавшей на территории современной Великобритании и Ирландии незадолго до пика последнего ледникового периода — 20 000–50 000 лет назад. Изменения климата, влиявшие на Североатлантический ледяной щит, вероятно, приводили к периодическому перекрытию ареалов обитания медведей, что, в свою очередь, вело к гибридизации (скрещиванию). В результате этого события митохондриальная ДНК (мтДНК) бурых медведей была интродуцирована в популяцию белых.

Исследование, результаты которого опубликованы 7 июля 2011 года в журнале Current Biology, может помочь в планировании мер по сохранению белых медведей, занесённых в список угрожаемых видов.

Белые и бурые медведи сильно различаются по размеру тела, окрасу, типу меха, структуре зубов и другим физическим признакам. Их поведение также различно: белые медведи — отличные пловцы, адаптированные к арктическому образу жизни, а бурые медведи (включая гризли и кадьяков) предпочитают горные леса и речные долины. «Несмотря на различия, мы знаем, что два вида скрещивались при возможности, вероятно, многократно за последние 100 000 лет», — отмечает профессор Бет Шапиро. Ключевым моментом является то, что бурый медведь передал генетический материал в митохондриальную линию белого медведя — часть генома, передающуюся исключительно по материнской линии.

Ранее предполагалось, что древняя женская предковая линия современных белых медведей существовала на ABC-островах (Аляска) всего 14 000 лет назад. Однако команда Шапиро обнаружила свидетельства гораздо более раннего события гибридизации. После этого события мтДНК белого медведя, вероятно, прошла через фиксацию — резкое сокращение генетического разнообразия. Анализ 242 линий мтДНК бурых и белых медведей за последние 120 000 лет показал, что фиксация митохондриального генома произошла во время или прямо перед пиком последнего оледенения, возможно, около 50 000 лет назад, в районе современной Ирландии. Конкретная популяция бурых медведей, поделившаяся своей мтДНК с белыми, вымерла примерно 9 000 лет назад.

Эпизоды потепления и похолодания за последние 500 000 лет или более создавали условия, благоприятные для гибридизации. «Вероятно, они вступали в контакт периодически, особенно в прибрежных регионах, где влияние изменения климата могло быть более выраженным. Кажется, когда они встречаются, почти нет барьеров для их спаривания», — поясняет Шапиро.

Колебания климата включали значительные изменения в количестве и распределении местообитаний в Северной Атлантике, что временно приводило к перекрытию ареалов. Например, в периоды потепления белые медведи могли проводить больше времени на суше в поисках пищи, ближе к бурым медведям. Во время похолоданий бурые медведи могли вытесняться в места обитания белых медведей. Британско-Ирландский ледяной щит достиг максимума около 20 000 лет назад. «Суть в том, что два вида сталкивались друг с другом в течение длительных периодов в разные эпохи, деля и среду обитания, и гены», — резюмирует Шапиро.

В настоящее время планета переживает новый период потепления — Голоцен, который даже теплее, чем период, предшествовавший последнему ледниковому максимуму. «Интересно, что сегодня мы наблюдаем аналогичные изменения в арктическом климате: таяние ледников, сокращение ледовых дней, более длительные периоды открытой воды летом и повышение уровня моря. И снова эти изменения предоставляют белым и бурым медведям возможность делить среду обитания и гибридизироваться. Фактически, несколько взрослых гибридных медведей были зарегистрированы за последние пять лет», — отмечает учёный.

По этой причине, по словам Шапиро, учёным следует пересмотреть природоохранные усилия, сфокусировав их не только на белых медведях, но и на гибридах, поскольку гибриды могут играть недооценённую роль в выживании видов. Более полное понимание глубокой генетической истории белого медведя и его реакции на прошлые изменения окружающей среды может помочь в разработке стратегий сохранения для сокращающейся сегодня популяции.

В будущих исследованиях Шапиро планирует сосредоточиться на других частях генома белого медведя, в частности на ядерном геноме, который передаётся потомству от обоих родителей. Это может дать ответы на более глубокие вопросы о том, как взаимодействие с другими видами и изменения окружающей среды повлияли на белого медведя в далёком прошлом, как часто происходила гибридизация и как она повлияла на генетическое разнообразие вида в целом.